Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Stellung bzw. die Bewegungen des mechanischen Abtastgliedes für die abzutastende Länge praktisch gewichtslos mit einer optischen Methode allein mit Hilfe einer spiegelnden Oberfläche an dem Abtastglied mit Hilfe von optischen Phasenmessungen abzutasten. The invention is based on the basic idea, the position or the movements of the mechanical sampling member for the scanned length virtually weightless scan with an optical method alone using a specular surface on the scanning member with the aid of optical phase measurements.Die Phasenmessung erfolgt dabei mit Hilfe eines Interferometers, das in Teilen aus der Zeitschrift "Laser und Optoelektronik", 1/1984,S.19, Bild 3, bekannt ist. The phase measurement is carried out with the aid of an interferometer, which is in part of the journal "Lasers and Optoelectronics", 1/1984, p.19, Figure 3 is known.Dieses bekannte Interferometer wird jedoch so abgewandelt, daß das Licht aus dem Meßwellenleiter mit Hilfe einer optischen Einrichtung ausgekoppelt, auf den mit der Tastspitze verbundenen Spiegel geleitet und von diesem auf dem gleichen Wege in den Meßwellenleiter zurückgeführt wird. This known interferometer is, however, modified so that the light from the measurement waveguide is coupled out by means of an optical device directed on the probe tip is connected to the mirror and is returned from this in the same way in the measurement waveguide.Außer den Mitteln zur Halterung und Führung der Tastspitze ist diese mit keinem zusätzlichen Gewicht belastet, so daß das Gewicht der abtastenden Mittel minimal ist, so daß ein geringer Auflagedruck genügt, damit die Tastspitze beispielsweise bei der Abtastung der Feinkontur einer Werkstückoberfläche sicher der Oberfläche folgt und damit genau die der Oberflächenkontur entsprechenden Längenänderungen abtastet, die dann durch das Interferometer in entsprechende elektrische Signale umgewandelt werden. In addition to the means for holding and guiding the probe tip, this is loaded with no additional weight so that the weight of the scanning means is minimal, so that a low contact pressure is sufficient so that the probe tip, for example when scanning the fine contour of a workpiece surface safely follow the surface and so exactly that of the surface contour scanning corresponding changes in length, which are then converted by the interferometer into corresponding electrical signals.Die Abtastgeschwindigkeit kann dabei gleichzeitig sehr hoch sein. The scanning speed can be very high at the same time.

Die optische Einrichtung zur Auskopplung des Lichts auf den Meßwellenleiter besteht zweckmäßigerweise aus einem Beugungsgitter, wie es an sich beispielsweise durch die Zeitschrift "LASER MAGAZIN", 4/1985, S.75 in Verbindung mit einem Abtastkopf zur Abtastung von Schallplatten mit optischer Aufzeichnungsspur bekannt ist. The optical device for decoupling the light on the measurement waveguide is suitably made of a diffraction grating, as is known in conjunction with a scanning head for scanning discs with optical recording track of, for example, by the magazine "LASER MAGAZINE," 4/1985, p.75 ,Es eignen sich aber auch andere optische Vorrichtungen, mit denen das Licht asu dem Meßwellenleiter auf den Spiegel gerichtet werden kann, und zwar vorzugsweise in Form eines Parallelstrahls oder Parallelstrahlenbündels, obwohl auch in manchen Fällen eine teilweise oder vollständige Fokussierung auf den Meßspiegel zweckmäßig sein kann. but there are also other optical devices to which the light asu can be directed to the measurement waveguide on the mirror, preferably in the form of a parallel beam or parallel beam, although in some cases a partial or complete focus on the measuring mirror may be appropriate.

Die bewegliche Lagerung der Tastspitze kann die Form eines doppelarmigen Hebels haben, an dessen einem Ende sich die Tastspitze und an dessen anderem Ende sich der Meßspiegel befindet. The movable mounting of the probe tip may be in the form of a double-armed lever, at one end of the stylus and the measuring mirror is located at the other end.Es ist aber auch möglich, nur einen einarmigen Hebel zu verwenden, bei dem sich der Spiegel im Bereich der Tastspitze befindet. but it is also possible to use only a single-arm lever, in which the mirror is in the area of ​​the probe tip.Dadurch wird die bei Auslenkungen der Tastspitze zu bewegende Masse noch weiter verringert. This to be moved at deflections of the stylus tip mass is reduced even further.Der Meßspiegel kann sich aber auch an dem einen Ende eines parallel geführten Meßstößels befinden, an dessen anderem Ende sich die Tastspitze befindet. However, the measuring mirrors may also be in the located one end of a parallel-guided Meßstößels, at the other end, the probe tip is located.

Bei beiden Formen der beweglichen Lagerung, insbesondere aber bei der Hebellagerung der Tastspitze, ist es zweckmäßig, den Meßspiegel als Tripelspiegel oder als Glaskugel auszuführen, so daß sichergestellt ist, daß auch bei Änderungen der Winkelstellung des Meßspiegels das Licht immer in die gleiche Richtung zu der optischen Einrichtung zurückgeworfen wird, die das Licht aus dem Meßwellenleiter auskoppelt und es auch wieder einkoppelt. In both forms of the movable support, but in particular in the lever bearing of the probe tip, it is convenient to carry out the measuring mirror as a triple mirror or a glass ball, so that it is ensured that even with changes in the angular position of the measurement mirror the light always in the same direction to is thrown back optical device which couples out the light from the measurement waveguide and couples it again.

Obwohl bei Längenmessungen, die im Bereich unterhalb der halben Wellenlänge des von dem Laser abgegebenen Lichts als Anzeigeeinrichtung auch ein Spannungs- oder Strommesser verwendbar ist, dessen Ausschlag der Intensität des von dem lichtelektrischen Wandler aufgefangenen Lichts bzw. der von diesem abgegebenen elektrischen Spannung oder dem entsprechenden Strom entspricht, ist es zur Erfassung eines großen Meßbereichs mit einem Vielfachen der Wellenlänge des Meßlichts zweckmäßig, als Anzeigeeinrichtung einen Zähler zu verwenden, der die der gemessenen Längenänderung entsprechenden Lichtintensitätsänderungen aufgrund der Interferenz zählt und somit einen Zählwert anzeigt, der unter Berücksichtigung der Wellenlänge des Meßlichts völlig proportional ist der von der Tastspitze abgetasteten Länge oder Längenänderung. Although in length measurements also a voltage or current meter may be used in the range below half wavelength of light emitted from the laser light as a display device, the deflection of the intensity of the picked up by the photoelectric converter light or emitted by this electric voltage or the corresponding corresponds to power, it is for the detection of a large measuring range with a multiple of the wavelength of the measuring light expedient to use as a display device comprises a counter which counts the measured change in length of the corresponding changes in light intensity due to the interference, and thus indicates a count value in consideration of the wavelength of the measuring light completely proportional to the scanned by the probe tip length or change in length.Ein Meßvorgang läuft dabei beispielsweise so ab, daß die Tastspitze auf den Anfang der zu messenden Länge gebracht und dabei der Zähler auf null gestellt wird. A measuring process is running, for example, from so that the probe tip brought to the beginning of the length to be measured, while the counter is set to zero.Danach wird die Tastspitze auf den Endwert der zu messenden Länge gebracht und der Zähler abgelesen. Thereafter, the probe tip is brought to the end value of the length to be measured, and the counter read.Soll eine neue Länge gemessen werden, so muß dieser Vorgang wiederholt werden. If a new length to be measured, this procedure must be repeated.

Um eine Nullstellung des Zählers zu vermeiden und Längen eindeutig in unterschiedlichen Auslenkungsrichtungen der Tastspitze messen zu können, ist es zweckmäßig, gemäß Anspruch 7 dafür Sorge zu tragen, die Richtung der Bewegung der Tastspitze festzustellen und in Abhängigkeit von dieser Richtung die Zählrichtung des als Vor-Rückwärtszähler ausgebildeten Zählers zu steuern. In order to avoid a zero setting of the counter and lengths to be able to measure in different directions of deflection of the probe tip clearly, it is expedient according to bear claim 7 ensure determine the direction of movement of the probe tip, and in response to this direction, the counting direction of the forward to control down counter-trained counter.Die Feststellung der Richtung der Bewegung der Tastspitze erfolgt in der Weise, daß von der Meßleitung mit Hilfe eines Kopplers, wie er beispielsweise durch die Dissertation von Dipl.-Ing. The determination of the direction of movement of the probe tip is carried out in such a manner that the measuring tube with the aid of a coupler, as described for example by the dissertation of Dipl.-Ing.H. Schlaak, Berlin 1984, S. 28,29 bekannt ist, ein Teil des Lichts aus dem Bezugswellenleiter ausgekoppelt und mit Hilfe eines Phasenmodulators, wie er beispielsweise durch die Zeitschrift "Laser und Optoelektronik", 1/1984, S. 27, Bild 33, bekannt ist, in einer gegenüber der Phasenlage am Ende des Bezugswellenleiters um 90° verschobenen Phasenlage an einen weiteren lichtelektrischen Wander geführt wird, so daß die beiden lichtelektrischen Wandler bei Bewegungen der Tastspitze zwei um 90° gegeneinander verschobene Meßspannungen abgeben, die zusammen ein Drehfeld bilden, dessen Drehrichtung der Bewegungsrichtung der Tastspitze entspricht. H. Schlaak, Berlin 1984, pp 28-29 is known decoupled part of the light from the reference waveguide, and with the help of a phase modulator, such as that described by the magazine "Lasers and Optoelectronics", 1/1984, page 27, image 33 is known, is guided in a relation to the phase position at the end of the reference waveguide 90 ° shifted phase position to another photoelectric walking, so that the two photoelectric converter by 90 ° to each other shifted detection voltages proposed during movements of the stylus two, which together form a rotating field form, corresponds to the direction of rotation the direction of movement of the probe tip.Mit Hilfe dieser Drehrichtung wird dann die Zählrichtung des Vor-Rückwärtszählers gesteuert. Using this rotation direction, the counting direction of the up-down counter is then controlled.Diese Art der Erkennung der Bewegungsrichtung ist für sich beispielsweise in der Dissertationsschrift "Ein Laser-Interferometer zur fotoelektrischen Bewegungsvermessung in beiden Lateralkoordinaten" von Gerd Ulbers, 1981, Universität Hannover, S. 58 ff, insbesondere S. 68, Abb. 29, beschrieben. This type of detection the direction of movement is for example, in the dissertation "A laser interferometer for photoelectric movement measurement in both Lateralkoordinaten" by Gerd Ulbers, 1981, University of Hannover, p 58 et seq, and in particular page 68, fig. 29 is described.

In dieser Dissertationsschrift ist auch eine Möglichkeit beschrieben, die Meßgenauigkeit durch Unterteilung der Periode der Drehspannung zu erhöhen, s. In this dissertation, a possibility is described to increase the accuracy by dividing the period of the three-phase voltage, s.dort Abschnitt 10.4. there Section 10.4.Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 8 besteht darin, diese Signalperiodenunterteilung auch bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erhöhung der Auslösung einzusetzen. The development of the invention according to claim 8 is to use this signal period subdivision in the inventive apparatus for increasing the triggering.

Eine besonders zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Grundlehre ist in Anspruch 9 angegeben, wonach der Meßwellenleiter, der Bezugswellenleiter und gegebenenfalls auch der Abzweigwellenleiter in an sich bekannter Weise in oder auf der Oberfläche einer gemeinsamen Platte gebildet sind. A particularly advantageous further development of the basic teaching of the invention is defined in claim 9, according to which the measurement waveguide, the reference waveguide, and optionally also the branching waveguides are formed in a conventional manner in or on the surface of a common disk.Laser und/oder lichtelektrische Wandler sind ganz einfach an die Seitenkanten der Platte angeschlossen, an denen auch die Wellenleiter münden. Laser and / or photoelectric conversion can be easily connected to the side edges of the plate where the waveguide lead.Der Spiegel des Bezugswellenleiters ist ganz einfach durch eine Verspiegelung der Kante im Bereich des an dieser Kante mündenden Bezugswellenleiters gebildet. The mirror of the reference waveguide is easily formed by a mirror coating of the edge in the area of ​​the opening at this edge reference waveguide.Die Ausbildung der Wellenleiter in der Platte kann dabei in an sich bekannter Weise erfolgen, und zwar entweder durch Aufbringen von Glasfasern auf die Platte oder durch Ausbildung der Wellenleiter in der Oberfläche der Platte, wie das beispielsweise an sich durch die Zeitschrift "Laser und Optoelektronik", 1984, Nr. 1, S. 26, Bild 31, bekannt ist. The formation of the waveguide in the plate can be carried out in manner known per se, either by the application of glass fibers on the plate or by forming the waveguide in the surface of the plate, as for example on by the journal "Laser and optoelectronics" is known, 1984, No. 1, p. 26, Figure 31.Auch die Phaseneinstelleinrichtung bei der Weiterbildung gemäß Anspruch 7 läßt sich unmittelbar auf der Oberfläche der Platte ausbilden, wie das an sich beispielsweise bereits durch die oben zitierte Zeitschrift "Laser und Optoelektronik", 1983, S. 112, Bild 3, bekannt ist. Also, the phase adjustment in the embodiment according to claim 7 can be formed directly on the surface of the plate, as in, for example, already by the above-cited journal "Laser and optoelectronics", 1983, page 112, Figure 3, is known.Schließlcih läßt sich auch gemäß einer anderen Weiterbildung die optische Einrichtung, die das Licht aus dem Meßwellenleiter auf den Meßspiegel richtet und auch von dort wieder auffängt, unmittelbar auf der Oberfläche der Platte ausbilden, und zwar in Form eines auf der Platte angebrachten Beugungsgitters entsprechend der oben zitierten Literaturstelle "LASER MAGAZIN", 1985, S. 75. Insgesamt lassen sich also alle optischen bzw. optoelektrischen Teile wie auch die lichtelektrischen Wandler und/oder der Laser der erfindungsgemäßen Vorrichtung auf einer einzigen Platte integrieren, so daß eine einfache, billige Fertigung bei geringsten Abmessungen möglich ist. Schließlcih can also be according to another embodiment the optical means which directs the light from the measurement waveguide to the measuring mirror and collecting from there again, forming directly on the surface of the plate, in the form of a mounted on the plate diffraction grating according to the above reference cited "lASER MAGAZINE", 1985, p 75. Overall, therefore, integrate all optical or electro-optical members as well as the photoelectric converter and / or the laser of the inventive device on a single plate, so that a simple, inexpensive production at is possible smallest dimensions.Um Temperatureinflüsse fernzuhalten, sitzt die gesamte Platte mit den optoelektronischen Komponenten auf einem geregelten Peltierelement. In order to keep temperature influences, the entire plate sits with the optoelectronic components on a regulated peltier element.

Anhand der Zeichnung soll die Erfindung näher erläutert werden. Reference to the drawing The invention will be explained in more detail.

Zur Eliminierung von Rausch- und Drifterscheinungen kann der Laser oder das Laserlicht mit einer Trägerfrequenz moduliert sein, das dann in üblicher Technik zur trägerfrequenten Signalverarbeitung weiterverarbeitet wird. In order to eliminate noise and drift of the laser or the laser light can be modulated at a carrier frequency, which is then further processed in the usual technique for the carrier-frequency signal processing.